(57)【要約】  本発明は、ポリマー材料の少なくとも１つの特性パラメータを推定するための携帯型装置（１）であって、当該装置は、  少なくとも１つの赤外線源（１０１）であって、各赤外線源（１０１）は１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍの波長のうちの１つで、又は波数１０００ｃｍ−１、１０５０ｃｍ−１、１３５０ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１、２９００ｃｍ−１、３７００ｃｍ−１のうちの１つから選択された最大放出エネルギーを表すスペクトル線をポリマー材料に向かって放出することができる、赤外線源と、  スペクトル線に応答してポリマー材料（Ｍ）によって反射される赤外線（１１２）を受け取ることができる少なくとも１つの赤外線検出器（１０２）と、  赤外線の前記スペクトル線に存在するエネルギーの関数としてポリマー材料（Ｍ）の特性パラメータを決定するためのユニット（１１２）であって、ポリマー材料（Ｍ）によって反射され、赤外線検出器（１０２）によって受け取られたユニット、を含むことを特徴とする、装置に関する。
2019537014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー材料の少なくとも１つの特性パラメータを推定するための携帯用装置（１）であって、以下：
少なくとも１つの赤外線源（１０１）であって、各赤外線源（１０１）は、ポリマー材料に向かって、１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍの波長のうちの１つ、又は波数１０００ｃｍ−１、１０５０ｃｍ−１、１３５０ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１、２９００ｃｍ−１、３７００ｃｍ−１のうちの１つから選択される、最大発光エネルギーを表すスペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）を透過することができる、赤外線源と、
前記少なくとも１つの赤外線源（１０１）によって放射された、前記スペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）に応答して前記ポリマー材料（Ｍ）によって反射される赤外線（１１２）を受け取ることができる少なくとも１つの赤外線検出器（１０２）と、
前記ポリマー材料（Ｍ）によって反射され、赤外線検出器によって受け取られた、前記赤外線（１１２）の前記スペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）に存在するエネルギーの関数として前記ポリマー材料（Ｍ）の特性パラメータを決定するためのユニット（２）と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記スペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）が狭い伝送帯域であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ポリマー材料（Ｍ）の特性パラメータが、前記ポリマー材料中の少なくとも１つのエージングトレーサの存在及び／又は含有量であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ポリマー材料（Ｍ）の特性パラメータがポリマーの識別であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
各赤外線源（１０１）は、前記スペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）を１つ以上の時間パルスの形態（ｉ、ｉ＋１、ｉ＋２）で前記ポリマー材料（Ｍ）に放射することができることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記１つ以上の時間パルス（ｉ、ｉ＋１、ｉ＋２）が矩形であることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記１つ以上の時間パルス（ｉ、ｉ＋１、ｉ＋２）と同期して前記少なくとも１つの赤外線検出器をスイッチオンするための制御手段が設けられていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
当該装置（１）は、第１の測定値（３００）の第１の代表値
【数１】
2019537014.tif 000020
の推定値を計算するため、少なくとも１つのパルス（ｉ）のそれぞれの時間幅（τｉ）に含まれるか又はそれに等しい第１の規定時間幅（γｉ１）の間に赤外線（１１２）の複数の第１の測定（３００）を行うための制御手段（２１）を含み、前記パラメータは少なくとも前記第１の値
【数２】
2019537014.tif 000021
から計算されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
当該装置（１）は、第２の測定値（３０１）の第２の代表値
【数３】
2019537014.tif 000022
の推定値を計算するため、２つの連続するパルス（ｉ，ｉ＋１）間のそれぞれの時間幅（Ｔｉ−τｉ）に含まれるか又はそれに等しい第２の規定の時間幅（γｉ２）の間に第２の赤外線（１１２）の複数の第２の測定値（３０１）を行うための制御手段（２１）を含み、前記パラメータは、少なくとも前記第１の値
【数４】
2019537014.tif 000023
と前記第２の値
【数５】
2019537014.tif 000024
との間の差から計算されることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
当該装置（１）が、前記少なくとも１つの赤外線源（１０１）による前記スペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）の放出をトリガするための少なくとも１つの手動制御部材（１０３）をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの赤外線源（１０１）は、少なくとも１つの赤外線発光ダイオード又は少なくとも１つのレーザ源であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの赤外線検出器（１０２）は、フォトダイオード又は光導電型であり、それが受け取る赤外線（１１２）の関数として光電流を発生させることができることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
赤外線源として少なくとも２つの赤外線源（１０１）が設けられ、前記少なくとも２つの赤外線源が、１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍの波長のうちの１つ、又は波数１０００ｃｍ−１、１０５０ｃｍ−１、１３５０ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１、２９００ｃｍ−１、３７００ｃｍ−１のうちの１つから選択される、それぞれ最大放出エネルギーを表す２つの異なるスペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）をそれぞれポリマー材料に放出することができることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの赤外線源（１０１）の前記スペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）の半値幅は１μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記ポリマー材料（Ｍ）の特性パラメータを決定するための前記ユニット（２）が、前記赤外線検出器（１０２）によって提供された、信号中の直流成分を抑制又は減衰させるための少なくとも１つのフィルタ又は回路又はフィルタユニット（１１）を含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
アナログ−デジタル変換器（５）によって提供されるデジタル信号（単数又は複数）から前記ポリマー材料の特性パラメータを決定するため、前記ポリマー材料（Ｍ）の特性パラメータを決定するための前記ユニット（２）は、前記フィルタ又は回路又はフィルタユニット（１１）の下流でフィルタリングされた信号を増幅するための増幅器（１０）と、前記増幅器（１０）の下流のアナログ−デジタル変換器（５）と、データを処理し記憶するための手段（１０７）と、を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記決定するためのユニット（２）が、少なくとも赤外線検出器（１０２）及び赤外線（１１２）から得られる、前記少なくとも１つのスペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）に対応する前記少なくとも１つの波長で受信された検出信号の振幅の関数としてポリマー材料（Ｍ）の特性パラメータを計算するように構成されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記決定するための前記ユニット（２）が、前記少なくとも１つのスペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）を放射するように前記少なくとも１つの赤外線源（１０１）を制御するための放射信号の振幅に関して、前記赤外線検出器（１０２）及び赤外線（１１２）から得られる、前記少なくとも１つのライン（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）に対応する前記少なくとも１つの波長で受信された検出信号の振幅の関数としてポリマー材料（Ｍ）の特性パラメータを計算するように構成されることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
当該装置（１）は、前記少なくとも１つの赤外線検出器（１０２）を冷却するための冷却モジュール（１３）及び／又は前記少なくとも１つの赤外線源（１０１）を冷却するための冷却モジュール（１３‘）を含むことを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
当該装置（１）は、前記少なくとも１つの赤外線検出器（１０２）及び／又は前記少なくとも１つの赤外線源（１０１）をサーモスタットで規定された温度に維持するため、サーモスタットと、冷却モジュール（１３、１３‘）に接続された電子温度安定化ユニット（９）とを含むことを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
ピストル（１００）の形状をしている当該装置（１）は、ハンドル（１５）から離れた前端（１６）に前記少なくとも１つの赤外線源（１０１）及び前記少なくとも１つの赤外線検出器（１０２）を含む、照準モジュール（１５）に接続されたハンドル（１４）を含み、前記ピストル（１００）は、前記少なくとも１つの赤外線源（１０１）による前記少なくとも１つのスペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）の放出をトリガするための少なくとも１つの手動制御部材（１０３）を含み、前記手動制御部材（１０３）は、前記ハンドル（１４）を前記照準モジュール（１５）に接続する前記ピストル（１００）の領域（１７）の近くに配置されていることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの線源（１０１）及び／又は前記少なくとも１つの赤外線検出器（１０２）は、少なくとも１つの外側ブロック（１０１１）によって覆われ、
前記少なくとも１つの線源（１０１）は前記少なくとも１つのスペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）を放射することができ、それに対して透明であり、前記ポリマー材料（Ｍ）に面する前記外側ブロック（１０１１）を通して前記赤外線（１１２）を受け取るようになっていることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
当該装置は、ポリマー材料（Ｍ）を支えるガード（１１０）を含み、
前記外側ブロック（１０１１）は、外側遠位面（１０１３）を有し、前記外側遠位面（１０１３）は両方ともポリマー材料（Ｍ）に向けられており、前記ガード（１１０）の外側遠位面（１１３）に対して凹んでおり、これも前記ポリマー材料（Ｍ）の表面（２００）に面していること、
を特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
ポリマー材料（Ｍ）の少なくとも１つの特性パラメータを推定する方法であって、
１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍの波長のうちの１つ、又は波数１０００ｃｍ−１、１０５０ｃｍ−１、１３５０ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１、２９００ｃｍ−１、３７００ｃｍ−１のうちの１つから選択される、最大放出エネルギーを表す少なくとも１つの赤外線源（１０１）が、ポリマー材料に向かって少なくとも１つの放出スペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）を放出すること、
少なくとも１つの赤外線検出器（１０２）は赤外線（１１２）を受け取り、前記赤外線（１１２）は、前記少なくとも１つの赤外線源（１０１）によって放射された前記スペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）に応答して、ポリマー材料（Ｍ）によって反射されること、
前記ポリマー材料（Ｍ）の特性パラメータは、ポリマー材料（Ｍ）によって反射され、前記赤外線検出器（１０２）によって受け取られた、第２の赤外線（１１２）の前記少なくとも１つのスペクトル線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）に存在するエネルギーの関数として、決定するためのユニットによって決定されること、を特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー材料のパラメータを推定するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の１つの適用分野は、特に原子力発電プラントにおいて壁又はパイプを被覆するために使用されるポリマーに関する。
【０００３】
本発明は、非限定的なやり方で、材料上の１つ又は複数のパラメータの測定に関する。前記材料は、：
−  ポリマーコーティング、通常は塗料を構成する塗料、
−  流体輸送パイプなどのポリマー部品、
−  電気ケーブル、
であり得る。
【０００４】
そのような塗料又は成分は、工業環境、例えばこれらの塗料及び成分が耐えなければならない厳しい温度及び湿度条件がある原子力発電所に見られる。原子力発電所に適用される安全基準では、原子炉建屋の囲いを形成するコンクリートの内壁に塗布されたポリマー塗料のような表面コーティングの防水特性が厳しい温度及び湿度条件に耐えることが要求される。このようなコーティングの剥離又は裂けは、例えば動作試験中又は熱水の放出をもたらす事故の際に、原子炉建屋の囲い内部に液滴を散布することによって水を注入する頭字語ＡＥＳとして知られる緊急スプリンクラー回路を閉塞及び閉塞させることがある。被覆の剥離に起因するエンクロージャ内の圧力及び温度の実質的な上昇を引き起こし、その状況は緊急システムＥＡＳの寸法である。
【０００５】
これらの要件は、循環流体が高温になり得る、いわゆる高密度ポリマーチューブ又はパイプなどの、すべてのポリマーベースの材料に関する。ここで、関連するコントロールはチューブの内側表面になければならない。モニタリングが必要とされる別の例は、同様にポリマー組成物の電気ケーブルのそれであり、ここで劣化は電気絶縁の喪失と同義である。
【０００６】
各業界に固有の規制及び安全規制に従った要件では、オペレータは塗料などの表面コーティングの状態、及びパイプやケーブルなどの特定のコンポーネントの状態を監視する必要がある。それらがポリマー構造である限り、適切な制御方法を実施しなければならない。
【０００７】
例えば、原子力発電所に施工された、密封機能を実行しなければならない原子力発電所の建物の内壁上のコーティングの場合、求められている基準に関して、視覚的な制御が、例えば亀裂又は膨潤などの実際の老化状態をパラメータとして推定することを可能にしないことはよく知られている。確かに、亀裂又は腫れのいずれかが現れ、そして進行した劣化の診断がすぐに明白になるか、又はこれらの症状のいずれも現れず、そしてオペレータが決定することができない。肉眼で劣化が見られなくても、それがコーティングの薄層の微細構造内に既に生じている、劣化の兆候であり、封止のような保護機能の喪失と同義である可能性がある。これらの条件下で、コーティングは、たとえ健康的な外観であっても、適用されたコーティングを剥がしてさらにオペレータにとって有害な廃棄物を構成する可能性がある温度及び湿度の著しい過渡現象の試験に耐えられないことが示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
課題は、最初の脆弱化が出現する前であっても、老化の状態を適切に評価することによってそのような状況を予測することである。
【０００９】
したがって、オペレータは、以前に定義された劣化基準及び以前に固定された保守プログラムに関して保守要件を予測する、劣化を測定する方法を探している。
【００１０】
コーティングを制御するために、塗料製造段階中にコントロールブリケット(des  briquettes  temoins)を製造することが知られている。コントロールブリケットはポリマーコーティングで塗装された後、当該建物内のキャビネットに保管される。この方法は、ブリケットの老化が保護コーティングの老化を表すという仮定に基づいている。プログラムされたやり方で、コントロールブリケットは分析ラボで制御される。これには、保管場所と分析ラボの間のコントロールブリケットの定期輸送（往復）が含まれる。いくつかの欠点がある。：
【００１１】
輸送中にブリケットが時々紛失又は損傷する。例えば原子力発電所の建物の壁のコンクリートの柱状コアサンプル採取（carrotage）は、コントロールブリケットを交換するのに必要である。この作業は、柱状コアサンプル採取によって形成された穴を閉じて再塗装しなければならないので、かなり重い保守作業を必要とする。
【００１２】
ブリケットのコーティングの老化状態は、建物全体の老化状態を完全に表すものではない。
【００１３】
一方、他の問題は、特定のポリマーが存在することを確認しなければならないことであり得る。例えば、上記の環境において、例えばガスケットを形成する製品が、明細書、上記の環境又は他の環境の原子炉建屋、及びより一般的にはそのような多様な環境にある他の工業用建物において、特定のポリマー材料でできていることを制御することが望ましいかもしれない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、実施が簡単で、ポリマー材料のエージングトレーサを体系的に検出するようになっている装置及び方法によって、最新技術の欠点を克服すること、及びポリマー材料のパラメータを推定することを可能にする上で示した問題を解決することを目的とする。
【００１５】
この目的のために、本発明の第１の目的は、ポリマー材料の少なくとも１つのパラメータを推定するための装置であり、当該装置は以下：
第１の赤外線をポリマー材料に送ることができる、少なくとも１つの所定の波長を有する少なくとも１つの発光スペクトル線を有する、ポリマー材料の少なくとも１つのエージングトレーサの検出に対応する、１つの赤外線源と、
第１の赤外線の送信に応答してポリマー材料によって反射される、第２の赤外線を受光することができる少なくとも１つの赤外線検出器と、
ポリマー材料のパラメータを、前記第２の赤外線の所定の波長を有する少なくとも１つの線の関数として決定するためのユニットと、
を含むことを特徴とする。
【００１６】
一実施形態によれば、ポリマー材料の少なくとも１つの特性パラメータを推定するための携帯用装置であって、以下：
少なくとも１つの赤外線源であって、各赤外線源は、ポリマー材料に向かって、１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍの波長のうちの１つ、又は波数１０００ｃｍ−１、１０５０ｃｍ−１、１３５０ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１、２９００ｃｍ−１、３７００ｃｍ−１のうちの１つから選択される、最大発光エネルギーを表すスペクトル線を透過することができる、赤外線源と、
前記少なくとも１つの赤外線源によって放射された、前記スペクトル線に応答して前記ポリマー材料によって反射される赤外線を受け取ることができる少なくとも１つの赤外線検出器と、
前記ポリマー材料によって反射され、赤外線検出器によって受け取られた、前記赤外線の前記スペクトル線に存在するエネルギーの関数として前記ポリマー材料の特性パラメータを決定するためのユニットと、
を含むことを特徴とする装置が提供される。
【００１７】
選択された波長値及び波数値は、最大エネルギーがこれらの値のうちの１つに位置する線の放出によるポリマー材料の老化トレーサの検出に対応するものとして本発明者らによって決定されたものである。
【００１８】
したがって、本発明は、老化トレーサの検出に依存してポリマーのパラメータを決定することを可能にし、これは実施が簡単な携帯用装置を使用して行われる。
【００１９】
したがって、本発明による装置は、赤外スペクトルの全波長でポリマー材料を照射することを回避するが、１つ又は複数の前述の波長又は波数に位置する関心のある線のみによってそれを照射する。したがって、分光計によって赤外線検出器によって受信された１つ又は複数の波長を選択する必要性が回避される。
【００２０】
一実施形態によれば、いくつかの赤外線源があり得る。
【００２１】
一実施形態によれば、いくつかのスペクトル線があり得る。
【００２２】
一実施形態によれば、各赤外線源は、上に示した単一のスペクトル線をポリマー材料に伝達することができる。以下では、ポリマー材料によって反射され、且つ、赤外線源(単数又は複数)による上記のスペクトル線(単数又は複数)の放出に応答して赤外線検出器によって受光された、赤外線を第２の赤外線ともいう。
【００２３】
一実施形態によれば、前記スペクトル線は狭帯域放射である。
【００２４】
一実施形態によれば、前記ポリマー材料の特性パラメータは、前記ポリマー材料中の少なくとも１つのエージングトレーサの存在及び／又は含有量である。
【００２５】
一実施形態によれば、前記ポリマー材料の特性パラメータはポリマーの識別である。
【００２６】
一実施形態によれば、各赤外線源は、１つ以上の時間パルス(impulsions  temporelles)の形態で前記スペクトル線を前記ポリマー材料に放射することができる。
【００２７】
一実施形態によれば、前記時間パルス(単数又は複数)は矩形である。
【００２８】
一実施形態によれば、前記時間パルス（単数又は複数）と同期するように前記少なくとも１つの赤外線検出器をスイッチオンするための制御手段が設けられる。
【００２９】
一実施形態によれば、当該装置は、第１の測定値の第１の代表値の推定値を計算するため、少なくとも１つのパルスのそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第１の規定時間幅の間に赤外線の複数の第１の測定を行うための制御手段を含み、前記パラメータは少なくとも前記第１の値から計算される。
【００３０】
一実施形態によれば、当該装置は、第２の測定値の第２の代表値の推定値を計算するため、２つの連続するパルス間のそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第２の規定の時間幅の間に前記第２の赤外線の複数の第２の測定値を行うための制御手段を含み、前記パラメータは、少なくとも前記第１の値と前記第２の値との間の差から計算される。
【００３１】
一実施形態によれば、当該装置は、前記少なくとも１つの赤外線源による前記スペクトル線の放出をトリガするための少なくとも１つの手動制御部材をさらに含む。
【００３２】
一実施形態によれば、前記少なくとも１つの赤外線源は、少なくとも１つの赤外線発光ダイオード又は少なくとも１つのレーザ源である。
【００３３】
一実施形態によれば、前記少なくとも１つの赤外線検出器は、フォトダイオード又は光導電型であり、それが受け取る赤外線の関数として光電流を発生させることができる。
【００３４】
一実施形態によれば、赤外線源として少なくとも２つの赤外線源が設けられ、これらは(qui)、１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍの波長のうちの１つ、又は波数１０００ｃｍ−１、１０５０ｃｍ−１、１３５０ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１、２９００ｃｍ−１、３７００ｃｍ−１のうちの１つから選択される、それぞれ最大放出エネルギーを表す２つの異なるスペクトル線をそれぞれポリマー材料に放出することができる。
【００３５】
一実施形態によれば、前記少なくとも１つの赤外線源の前記スペクトル線の半値幅は１μｍ以下である。
【００３６】
一実施形態によれば、前記ポリマー材料の特性パラメータを決定するための前記ユニットが、前記赤外線検出器によって提供された、信号中の直流成分(une  composante  continue)を抑制又は減衰させるための少なくとも１つのフィルタ又は回路又はフィルタユニットを含む。
【００３７】
一実施形態によれば、アナログ−デジタル変換器によって提供されるデジタル信号（単数又は複数）から前記ポリマー材料の特性パラメータを決定するため、前記ポリマー材料の特性パラメータを決定するための前記ユニットは、前記フィルタ又は回路又はフィルタユニットの下流でフィルタリングされた信号を増幅するための増幅器と、前記増幅器の下流のアナログ−デジタル変換器と、データを処理し記憶するための手段と、を含む。
【００３８】
本発明の一実施形態によれば、前記決定するためのユニットが、少なくとも赤外線検出器及び赤外線から得られる、前記少なくとも１つのスペクトル線に対応する前記少なくとも１つの波長で受信された検出信号の振幅の関数としてポリマー材料の特性パラメータを計算するように構成される。
【００３９】
本発明の一実施形態によれば、前記決定するための前記ユニットが、前記少なくとも１つのスペクトル線を放射するように前記少なくとも１つの赤外線源を制御するための放射信号の振幅に関して、前記赤外線検出器及び赤外線から得られる、前記少なくとも１つのラインに対応する前記少なくとも１つの波長で受信された検出信号の振幅の関数としてポリマー材料の特性パラメータを計算するように構成される。
【００４０】
本発明の一実施形態によれば、当該装置は、前記少なくとも１つの赤外線検出器を冷却するための冷却モジュール及び／又は前記少なくとも１つの赤外線源を冷却するための冷却モジュールを含む。
【００４１】
本発明の一実施形態によれば、当該装置は、前記少なくとも１つの赤外線検出器及び／又は前記少なくとも１つの赤外線源をサーモスタットで規定された温度に維持するため、サーモスタットと、冷却モジュールに接続された電子温度安定化ユニットとを含む。
【００４２】
本発明の一実施形態によれば、ピストルの形状をしている当該装置は、ハンドルから離れた前端に前記少なくとも１つの赤外線源及び前記少なくとも１つの赤外線検出器を含む、照準モジュールに接続されたハンドルを含み、前記ピストルは、前記少なくとも１つの赤外線源による前記少なくとも１つのスペクトル線の放出をトリガするための少なくとも１つの手動制御部材を含み、前記手動制御部材は、前記ハンドルを前記照準モジュールに接続する前記ピストルの領域の近くに配置されている。
【００４３】
本発明の一実施形態によれば、前記少なくとも１つの線源及び／又は前記少なくとも１つの赤外線検出器は、少なくとも１つの外側ブロックによって覆われ、
前記少なくとも１つの線源は前記少なくとも１つのスペクトル線を放射することができ、それに対して透明であり、前記ポリマー材料に面する前記外側ブロックを通して前記赤外線を受け取るようになっている。
【００４４】
本発明の一実施形態によれば、当該装置は、ポリマー材料を支えるガードを含み、
前記外側ブロックは、外側遠位面を有し、前記外側遠位面は両方ともポリマー材料に向けられており、前記ガードの外側遠位面に対して凹んでおり、これも前記ポリマー材料の表面に面している。
【００４５】
本発明の第２の目的は、ポリマー材料の少なくとも１つのパラメータを推定するための方法であって、
少なくとも１つの赤外線源が、材料の少なくとも１つのエージングトレーサの検出に対応する、少なくとも１つの所定の波長を有する少なくとも１つの発光スペクトル線を特徴とする第１の赤外線放射をポリマー材料に送ること、
少なくとも１つの赤外線検出器は、前記第１の赤外線の送信に応答してポリマー材料によって反射される第２の赤外線を受信すること、
ポリマー材料のパラメータは、前記第２の赤外線放射で規定された波長の少なくとも１つのスペクトル線の関数として決定するためのユニットによって決定されること、
を特徴とする。
【００４６】
本発明の一実施形態によれば、ポリマー材料の少なくとも１つの特性パラメータを推定する方法であって、
１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍの波長のうちの１つ、又は波数１０００ｃｍ−１、１０５０ｃｍ−１、１３５０ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１、２９００ｃｍ−１、３７００ｃｍ−１のうちの１つから選択される、最大放出エネルギーを表す少なくとも１つの赤外線源が、ポリマー材料に向かって少なくとも１つの放出スペクトル線を放出すること、
少なくとも１つの赤外線検出器は赤外線を受け取り、前記赤外線は、前記少なくとも１つの赤外線源によって放射された前記スペクトル線に応答して、ポリマー材料によって反射されること、
前記ポリマー材料の特性パラメータは、ポリマー材料によって反射され、前記赤外線検出器によって受け取られた、第２の赤外線の前記少なくとも１つのスペクトル線に存在するエネルギーの関数として、決定するためのユニットによって決定されること、を特徴とする方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
本発明は、添付の図面を参照しながら非限定的な例としてのみ与えられた以下の説明を読むことでよりよく理解されるであろう。
【図１ａ】図１ａは、本発明の一実施形態による推定装置の一般的なモジュールブロック図(un  synoptique  modulaire)を表す。
【図１ｂ】図１ｂは、本発明の一実施形態による推定装置の一部を表す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による推定装置の測定値取得部分のブロック図である。
【図３】図３は、横軸の波長の逆数の関数として、ポリマーの赤外分光反射率の変化を表す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による推定装置の赤外線源の制御信号のタイミング図を表す。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による推定装置の赤外線検出器によって行われる測定のタイミング図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による推定装置のモジュールブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
ポリマー材料Ｍのパラメータを推定するための装置１、及びこの方法を使用して実施されるポリマー材料Ｍのパラメータを推定するための方法の実施形態を以下に説明する。このパラメータは、少なくとも１つのエージングトレーサの存在及び／又は少なくとも１つのエージングトレーサの含有量及び／又はポリマー材料Ｍの識別であり得る。
【００４９】
図において、パラメータ推定装置１は、１つ以上の赤外線源１０１、１つ以上の赤外線検出器１０２、及びパラメータを決定するためのユニット２を含む。
【００５０】
一般的には、本発明によれば、赤外線源１０１は、ポリマー材料の少なくとも１つのエージングトレーサの検出に対応する、所定の波長の１つ又は複数の発光スペクトル線を有する第１の赤外線１１１をポリマー材料Ｍに送る。
【００５１】
一実施形態によれば、各赤外線源は、ポリマー材料Ｍのエージングトレーサに対応する、規定の波長、前記興味対象、又は興味対象のピークを含む狭帯域発光波長である。
【００５２】
一実施形態によれば、赤外線源は、発光スペクトル線を含む少なくとも１つの発光スペクトル領域（又は帯域）においてのみ、又は高分子材料Mのエージングトレーサの検出に対応する規定の波長の赤外線を有する発光スペクトル線の周りにおいてのみ発光する。
【００５３】
一実施形態によれば、赤外線源１０１は赤外線発光ダイオードである。そのようなダイオードは、上記の線の周りに位置する上記の発光スペクトル領域で発光する。この放出スペクトル領域は、例えば、放出された最大エネルギーに対応するスペクトル線を中心とするガウス分布によって表すことができる。したがって、ダイオードは、線とその線が位置する帯域によって特徴付けることができる。
【００５４】
他の実施形態では、赤外線源１０１はレーザ源である。そのようなレーザ源は実質的に単色である。この場合、光源は、規定の波長でのみ、又は前述の線の周りの実質的に幅がゼロのスペクトル放射帯で放射する。
【００５５】
一実施形態によれば、装置１は、その中又は下に前記１つ以上の光源１０１及び／又は前記１つ以上の赤外線検出器１０２がある表面１０１０を含むことができる。そしてそれは試験されるべき高分子材料Ｍに向けられることを意図している。一実施形態では、前記１つ以上の光源１０１及び／又は前記１つ以上の赤外線検出器１０２は、少なくとも１つの外部ブロック１０１１によって覆われている。それは(qui)、第１及び第２の赤外線１１１及び１１２に対して透明であり、外側ブロックの遠位面１０１３がそれと接触することなくポリマー材料Ｍの表面２００に近づくように配置される。この外部ブロック１０１１は、この実施形態に関して図１ｂに示されるように、幾何光学の法則による屈折による第１及び第２の赤外線１１１及び１１２の光路変化以外に、前記１つ以上の赤外線源１０１の放射線１１１を変更することなく材料Ｍに、材料Ｍを前記１つ以上赤外線検出器に伝達することを可能にする。遠位面１０１３とポリマー材料Ｍの表面２００との間に空いたままの薄い容積１０１４は、赤外線(単数又は複数)１１１及び／又は１１２と相互作用することによって測定上の空気の存在によって引き起こされる擾乱を制限し、空気中の酸素が特定の波長の吸収によって放射を減衰させるのを防ぐ。このブロックは、例えばゲルマニウムであり得る。
【００５６】
前記１つ以上の赤外線検出器１０２は、１つ以上の赤外線源１０１からの第１の赤外線１１１の送信に応答して（その表面２００を通して）ポリマー材料Ｍによって反射される第２の赤外線１１２を受信するように構成される。
【００５７】
装置１は、第２の赤外線１１２の所定の波長を有する少なくとも１つの発光スペクトル線の関数としてポリマー材料Ｍのパラメータを決定するためのユニット２を含む。
【００５８】
発光スペクトル線を含む又は発光スペクトル線の周りの少なくとも１つの発光スペクトル領域（又は帯域）の場合、例えば、光源１０１としてダイオードの場合、及び他のいかなる放射源も存在しない場合、第２の放射線のエネルギーは、透過するダイオードに関連する帯域に含まれる。赤外線検出器１０２は帯域の概念を知らないが、例えばダイオードのような線源から来るエネルギーを積分するだけである。これにより、受信時に帯域作成される。
【００５９】
一実施形態によれば、ユニット２は、赤外線検出器１０２から、及びスペクトル線(単数又は複数)に対応して規定される波長での第２の赤外線１１２から得られる第２の信号の存在及び／又は振幅の関数としてポリマー材料Ｍのパラメータを決定する。
【００６０】
決定ユニット２は、少なくとも１つのスペクトル線を有する第１の赤外線１１１を少なくとも１つの所定の波長に送信するように、少なくとも１つの赤外線源１０１を制御するための第１の信号の振幅で除算される、赤外線検出器１０２及び第２の赤外線１１２から得られる第２の信号の振幅と、少なくとも１つのスペクトル線に対応する少なくとも１つの所定の波長との計算された比に従って、高分子材料Ｍのパラメータを算出するように構成することができる。
【００６１】
本発明の一実施形態によれば、所定の波長の少なくとも１つのスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は、２μｍから１０μｍまでの波長範囲、すなわち１０００ｃｍ−１から５０００ｃｍ−１までの波数範囲内で選択される。本発明の一実施形態によれば、所定波長の少なくとも１つの線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を含む少なくとも１つの発光スペクトル領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の半値幅は１μｍ以下である。本発明の一実施形態によれば、所定の波長の少なくとも１つの線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を含む少なくとも１つのスペクトル領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の半値幅（ＦＷＭ）は、０．２μｍ以上１μｍ以下である。例えば、この、所定波長の少なくとも１つの線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を含む少なくとも１つの発光スペクトル領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の半値幅、は０．２μｍに等しい。
【００６２】
本発明の一実施形態によれば、ポリマー材料Ｍのパラメータを決定するために、所定の波長の少なくとも１つのスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６が、以下に記載される波長のうちの少なくとも１つにおいて、特に、興味関心のあるラインＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、にそれぞれ対応する、それぞれ６μｍ及び／又は９．５μｍ及び／又は３．５μｍ及び／又は７．２μｍ及び／又は１０μｍ及び／又は２．７μｍにおいて選択される。
【００６３】
一実施形態によれば、パラメータがエージングトレーサの存在及び／又は少なくとも１つのエージングトレーサの含有量である場合、この存在及び／又はこの含有量は、第２の赤外線１１２内の規定の１対以上波長における１つ以上の線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６から、及び場合によっては、それぞれ線(単数又は複数)Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６の周囲の赤外発光スペクトル帯(単数又は複数)Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６から決定される。
【００６４】
パラメータがポリマー材料Ｍの識別である場合、ユニット２は、さらに、前記所定のポリマーに関してポリマー材料Ｍを特定するため、第２の赤外線の所定の波長の線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）の周りの少なくとも１つの発光スペクトル帯（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６）を、少なくとも１つの所定のポリマーの少なくとも１つの予め記録されたスペクトルシグネチャと比較するための比較手段を含み得る。
【００６５】
パラメータが高分子材料Ｍの識別である場合、ユニット２は、第２の赤外線１１２のスペクトル線が特性値に対応するのか、又は既知の識別のスペクトルシグネチャに対応するのかを決定するため、
−  一方では、所定の波長又は複数の波長の１つ又は複数の線の周りの１つ又は複数の帯域内にある、第２の赤外線放射１１２から得られる少なくとも１つの赤外線検出器１１２の検出信号（又は赤外線検出器の応答）（例えば、検出信号の振幅及び所定の波長）、
−  他方では、スペクトル線又はスペクトルシグネチャの１つ又は複数の特性値（検出信号の振幅及び所定の波長）、これらは、ユニット２のメモリに予め記録されており、かつ既知の識別を有する１つ以上のポリマー材料について予め決められている、（例えば組成）、
を比較するための比較手段をさらに含む。
【００６６】
本文中、μｍで与えられた値は、それぞれ赤外線の放射帯に含まれる波長であり、ｃｍ−１で与えられる値は波長の逆数として定義される波数であり、化学者によってより多く使わる。前者は、光学機器、オプトエレクトロニクスの製造業者の間でより多く使用されている。同様に、Ｒで表される単語「線（raie）」の使用は、赤外線の放射帯Ｂで放射されるμｍ単位の寸法の波長のスペクトル線に対応する。Ｐで表される単語「ピーク」又は興味関心のあるピークの使用は、高分子材料Ｍの興味関心のある成分に特徴的な、ｃｍ−１で寸法決めされた波数のスペクトルピークに対応するであろう。
【００６７】
推定装置１は全てのポリマー（特に塗料、ネオプレン、電気ケーブルなど）に使用可能である。特に、６μｍのスペクトル線は、カルボニルを介して明らかにされた全てのポリマーの酸化に対応する。実際、カルボニルは約１７００ｃｍ−１で現れ、その発光帯Ｂ１に含まれる約６ミクロンに規定された第１の線Ｒ１の波長で以下に対応する関心のあるピークＰ１を形成する。しかし、例えば、ネオプレンの老化はまた、約１０００ｃｍ−１から約１１００ｃｍ−１の間に生じる他の原因（その負荷が低下する）によるものであり、そして関心のあるピークＰ２を形成する、約９．５μｍ、すなわち１０５０ｃｍ−１に規定された第２の線Ｒ２の波長によって観察される。第３の線Ｒ３は、約２９００ｃｍ−１に位置する関心対象のピークＰ３に対応する、約３．５μｍの所定の波長にある。３０００ｃｍ−１を超えると、他の老化原因が観察され、それは全ての異なる老化方法又は特定のポリマーに適用可能である。例えば、エージングモードによって、関連する帯域を持つ規定の波長のスペクトル線がある。
【００６８】
例えば、カルボニル濃度は、Ｂｅｅｒ−Ｌａｍｂｅｒｔの法則によって決定することができる老化トレーサである。老化トレーサとして作用するこの物理的パラメータは、酸化的分解を直接担う。
【００６９】
成分又はエポキシ被覆の種類が何であれ、それはポリマー構造であるので、初期エージングの発生は材料の構造のレベルで、分子レベルで起こる。実験は、図３による赤外反射率の統計曲線（縦座標の存在密度）をグラフで表す汎函数Ｂｏｘｐｌｏｔ法(boxplot  fonctionnelle)による統計処理による赤外反射率スペクトルの分析が、ポリマーの劣化がある場合に興味のあるピークを明らかにしたことを示した。
【００７０】
汎函数Ｂｏｘｐｌｏｔ法は箱ひげ図(la  boite  a  moustache)から派生した統計的方法で、スカラの集合にではなく関数に適用できる。
【００７１】
これらのピークは、汎函数Ｂｏｘｐｌｏｔ法によって得られた曲線の統計的分散が、特に第２のスペクトル線Ｒ２に対応する約１０５０ｃｍ−１のピークＰ２及び約１３５０ｃｍ−１のピークＰ４に向かって、広い赤外周波数の線と一致するように作られている。第２のスペクトル線Ｒ２及び第４のスペクトル線Ｒ４にそれぞれ対応する波長は、それぞれ約９．５μｍ及び７．２μｍに規定されている。スペクトルのこれらの領域に配置された検出器１０２は老化を特徴付けることを可能にする。一実施形態によれば、関心のある各ピーク又は関心のある線は、老化トレーサの検出及びパラメータの推定のために関連情報が見つけられるべきスペクトル領域に対応する。この関連情報は、関数Ｂｏｘｐｌｏｔ法による統計分析によって見出すことができた。
【００７２】
ポリマーの場合、分析は、中赤外帯域におけるＩＲ波放射後の反射率のスペクトルに関する。この反射率から、統計分析の後に特異点が観察される。
【００７３】
図３は、関数ｂｏｘｐｌｏｔの例を示す。これは、横軸の波長の逆数（ｃｍ−１）に応じた赤外線放射１１１、１１２の反射率の縦座標での変化を表す。図３では、密度関数の四分位数が区別される。
１）中央値曲線を黒で、
２）ダークグレーでは、関数四分位数２５％と７５％との間のすべての曲線、すなわち中央データの５０％。
３）薄い灰色では、5％から95％の間のすべての曲線、すなわちデータは外れ値（observations aberrantes）（英語ではoutliers）のない範囲内にある。
【００７４】
この図３では、外れ値は表されていない。
【００７５】
したがって、図３は、約１０μｍの所定の波長に対応する、１０００ｃｍ−１における関心のある約５番目のピークＰ５における５番目のスペクトル線Ｒ５と、シリカのピーク及び加水分解シリカのピークに対応する約９．５μｍの所定の波長に対応する約１０５０ｃｍ−１におけるほぼ第２の関心ピークＰ２における第２のスペクトル線Ｒ２と、約２．７μｍの所定の波長に対応する、約３７００ｃｍ−１における関心のある約１／６のピークＰ６における第６のスペクトル線Ｒ６と、を示している。
【００７６】
上述の統計的方法は、上記の波長又は波数のいくつか又はすべてにおけるすべての反射率についての分布関数を決定することを可能にした。したがって、一実施形態によれば、２つの異なる赤外線源から生じる、異なる波長又は異なる波長の少なくとも２つのスペクトル線が使用される。これは、ポリマー材料の表面状態に起因し得る、測定値のばらつきを克服する。これにより、老化度及び／又はポリマー材料の識別をより効果的に検出することが可能になる。
【００７７】
一実施形態によれば、赤外線源は、放射が生じるスペクトル帯Ｂによって特徴付けられ、このバンドは、一般に放射のエネルギーが最大であるスペクトル線Ｒの周りにある。
【００７８】
１つ又は複数の赤外線源によって放射されるスペクトル帯域は、１つ又は複数のスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６のうちの１つ又は複数の周りで選択することができる。特に、少なくとも２つの異なるスペクトル線を選択することができる。
【００７９】
一実施形態によれば、関心のあるスペクトル線は、これらのスペクトル帯域で放射し、且つ、強制的に消去されるべき非常に重大なノイズを発生させる原因となる材料の温度によって引き起こされる寄生信号を処理した後に監視される。
【００８０】
したがって、上記の線のうちの１つ以上の周りの狭い波長のスペクトル帯域で赤外線ショットを実行すること、及び老化を特徴付けるためには、反射率の相対密度を測定することで十分である。
【００８１】
投射ビームの好ましい優先領域、したがってその反射率の測定は、図３の例に示されているように、波数範囲［１０００ｃｍ−１；４０００ｃｍ−１］内であることが好ましい。これは関連する波長範囲［２．５μｍ；１０μｍ］に対応する。この選択は、１０μｍから測定手段が高価になり、そして２．５μｍ未満では関連する観察がないという事実から生じる。
【００８２】
一実施形態によれば、興味関心のあるピーク又は線があるのと同じ数のスペクトル線の所定の波長の周りで放射する赤外線源１０１がある。
【００８３】
一実施形態によれば、赤外線源１０１は、ポリマー材料Ｍに向かって第１の決定された方向に第１の赤外線を放射するように向けられる。例えば、線源１０１用のダイオードの場合、ダイオードはレンズを含み得る。所与の線源１０１に対して、検出器１０２は理想的には、第２の測定された赤外線１１２の反射が、送信された第１の赤外線１１１の入射角と等しい反射角を有し、放出されたすべてのエネルギーが（又はほとんど）検出されるように配置される。そのため、反射率が導き出される鏡面反射を探している。
【００８４】
当然ながら、ポリマー材料Ｍの反射はまた、デバイス１が配置されているポリマー材料の表面２００によって画定される半空間内で拡散することもできる。
【００８５】
一実施形態によれば、少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、赤外線源１０１によって送信された第１の赤外線１１１に応答してポリマー材料Ｍの赤外線反射スペクトルを受け取ることができる。一実施形態によれば、少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、第２の赤外線１１２又はスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を１つ以上の所定の波長で受信するようになっている。一実施形態によれば、少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、第２の赤外線１１２において、１つ又は複数のスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６の周りの１つ又は複数の所定の波長の帯域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６を１つ以上の所定の波長で受信することができる。赤外線検出器１０２の受信波長帯域は、例えば、少なくとも所定の波長（単数又は複数）及び／又は所定の波長のスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６（単数又は複数）及び／又は赤外線源１０１によって放射される波長（単数又は複数）を含む。少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、例えば受信波長において広帯域であり得る。一実施形態によれば、少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、材料Ｍの鏡面反射及び／又は拡散反射の中に配置される。少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、例えばフォトダイオード又は光導電型のものであり得る光検出器である。例えば、赤外線検出器１０２は、第２の赤外線１１２の関数として光電流を生成することができる。取得電子機器は、赤外線検出器１０２から来るアナログ信号を取得することを可能にする。
【００８６】
一実施形態によれば、赤外線源１０１（単数又は複数）は、図4に示すように、例えば矩形（単数又は複数）であり得る１つ以上の時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の形態で第１の赤外線１１１をポリマー材料Ｍに送ることができる。一実施形態によれば、装置１は、パルス制御信号によって１つ又は複数の光源１０１を制御するためのモジュール１２を含み、パルス制御信号は、例えば矩形であってもよく、及び／又は所定の繰り返し周波数ｆＲで周期的であってもよい。その結果、１つ又は複数の光源は、１つ又は複数の時間パルス、例えば矩形パルス及び／又は周期的パルスの形態で第１の赤外線１１１を放射する。
【００８７】
赤外線源１０１によって放射された連続時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２は、例えばそれぞれ規定された時間幅（赤外線源１０１の第１の状態ＯＮ）τｉ、τｉ＋１及びτｉ＋２をそれぞれ有することができ、そして、持続時間Ｔｉ及びＴｉ＋１によってそれぞれ時間的に間隔を空けた連続パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２のそれぞれの始点Ａｉ、Ａｉ＋１及びＡｉ＋２を有することができる。ＯＮ状態にあるパルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の間では、線源１０１は、第１の状態ＯＮ（例えば、ハイ(haut)又は点灯）とは異なる第２の状態ＯＦＦ（例えば、ロー(bas)又はOFF）にあり、この状態ＯＦＦは、継続時間Ｔｉ−τｉを有する連続パルスｉとｉ＋１との間である。
【００８８】
一実施形態によれば、パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２は所定の周期Ｔで繰り返すことができる。各持続時間Ｔｉは、周期Ｔ＝Ｔｉ＝Ｔｉ＋１に等しく、繰り返し周波数ｆＲ＝１／Ｔに対応する。一実施形態によれば、パルスのそれぞれの時間的な波長τｉ、τｉ＋１及びτｉ＋２は、同じ時間幅τ＝τｉ＝τｉ＋１＝τｉ＋２に等しくてもよい。
【００８９】
例えば、τｉ＋１≦Ｔｉ及びτｉ＋２≦Ｔである。
【００９０】
もちろん、それぞれの時間幅τｉ、τｉ＋１及びτｉ＋２は互いに異なっていてもよい。もちろん、期間ＴｉとＴｉ＋１は互いに異なっていてもよい。
【００９１】
この特性により、このポリマー材料Ｍの熱放射の存在下でも、ポリマー材料Ｍから受け取った第２の赤外線１１２で規定された波長の線(単数又は複数)を検出することが可能になる。この熱放射は、測定されたサンプル（ポリマー材料Ｍ）の温度によるものであり、そして、このポリマー材料Ｍによって反射される第２の赤外線１１２のエネルギーよりも最大約１０００倍大きいエネルギーで、所定の波長の１つ又は複数のスペクトル線の周りの狭いスペクトル帯域で連続的に放射される。したがって、このことは、この第２の放射線１１２の検出及び測定された反射率を妨げる。
【００９２】
一実施形態によれば、装置１は、例えば時間パルス又は時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２のバーストに従って、少なくとも１つの赤外線源１０１による第１の赤外線１１１の送信をトリガするための少なくとも１つの手動制御部材１０３を含む。一実施形態によると、手動制御部材１０３は、線源１０１による第１の赤外線１１１の送信をトリガしない第１の非作動位置に戻るように、プレストレス部材（例えば、バネなど）によってプレストレスを与えられてもよい。その第２の手動作動位置から、光源１０１による第１の赤外線１１１の送信をトリガするので、制御部材はこれらの第１及び第２の位置の一方と他方との間で移動可能である。したがって、ユーザは、線源１０１による第１の赤外線１１１の送信をトリガするために、制御部材１０３を第２の手動作動位置に押したままにしなければならない。手動制御部材１０３は、ボタン型でもトリガ型でもよい。
【００９３】
一実施形態によれば、図４、図５及び図６に示すように、赤外線検出器１０２(単数又は複数)は線源１０１（単数又は複数）と同期して制御される。装置１又はユニット２は、時間パルス（ｉ、ｉ＋１、ｉ＋２）（単数又は複数）と同期して少なくとも１つの赤外線検出器１０２をオンにするための制御手段を備えることができる。
【００９４】
一実施形態によれば、制御モジュール１２は、光源１０１と赤外線検出器１０２の両方に接続されている。それにより、例えば図５において測定値を表す点によって表されるように、単数又は複数の赤外線検出器１０２は時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２（時間幅τｉの第１状態ＯＮ）の間にオンにされ、且つ、時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の間にオフにされる（第１のＯＮ状態とは異なる第２のＯＦＦ状態）。
【００９５】
一実施形態によれば、制御モジュール１２は、単数又は複数線源１０１と単数又は複数赤外線検出器１０２の両方に接続されている。それにより、例えば図５に測定値を表す点によって示されているように、赤外線パルス検出器１０２は、時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の間にオンにされ（時間幅τ１の第１の状態ではＯＮ）、且つ、図５に一例として示されるように、時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の間でもスイッチオンされる（第１のＯＮ状態とは異なる第２のＯＦＦ状態）。一実施形態によれば、赤外線検出器１０２は、各時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の間に第２の受信赤外線１１２（図５の点で表される）のいくつかの測定を行う。
【００９６】
図５に示すように、一実施形態によれば、装置１は、パルスｉの第１のオン状態のそれぞれの時間幅τｉに含まれるか又は等しい第１の所定の時間幅γｉ１の間に第２の赤外線１１２のいくつかの第１の測定３００を行うための制御手段２１を備える（だからγｉ１≦τｉが成り立つ）。所定の時間幅γｉ１中に行われた第１の測定値３００を表す第１の値の推定値
【数１】
2019537014.tif 000003
を計算するために、パラメータは第１の値
【数２】
2019537014.tif 000004
から計算される。
【００９７】
一実施形態によれば、第２の規定時間幅γｉ２の間に第２の測定値３０１の第２の代表値
【数３】
2019537014.tif 000005
の推定値を計算するため、装置１は、パルスｉと次のパルスｉ＋１との間の第２のオフ状態のそれぞれの時間幅Ｔｉ―τｉに含まれるか等しい第２の所定の時間幅γｉ２の間に、パルスｉと前のパルスｉ−１との間の第２のオフ状態のそれぞれの時間幅Ｔｉ−１−τｉ−１の間に、第２の赤外線１１２の複数の第２の測定３０１を行うための、又は制御手段２１を含む（つまり、γｉ２≦Ｔｉ−τｉ又はγｉ２≦Ｔｉ−１−τｉ−１となる）。パラメータは第２の値
【数４】
2019537014.tif 000006
から計算される。
【００９８】
一実施形態によれば、パラメータは第１の値
【数５】
2019537014.tif 000007
と第２の値
【数６】
2019537014.tif 000008
から、例えば第１の値
【数７】
2019537014.tif 000009
と第２の値
【数８】
2019537014.tif 000010
の間で計算された差から計算される。これにより、ＯＦＦ状態に対するＯＮ状態の測定値３００のゼロオフセットを補償することが可能になる。
【００９９】
一実施形態によれば、第１の値
【数９】
2019537014.tif 000011
は、その第１の値
【数１０】
2019537014.tif 000012
から所定の偏差未満の第１の測定値３００の選択から計算される。一実施形態によれば、第２の値
【数１１】
2019537014.tif 000013
は、この第２の値
【数１２】
2019537014.tif 000014
に関して規定された差よりも小さい第２の測定値３０１の選択から計算される。したがって、測定値３００と測定値３０１との間で、外れ値（les  points  aberrants）（又は図５において十字で表される「外れ値(outliers)」）が排除される。一実施形態によれば、パルスｉの間に取得された図５の複数の測定値は、統計的処理がこれらの測定値に適用されるので、電子ノイズを低減するのに役立つ。一実施形態によれば、第１の値
【数１３】
2019537014.tif 000015
は、例えば、第１の測定値３００の中央値、第１の測定値３００の平均のロバスト推定値、又は別の中心推定値（非ガウス値）とすることができる。一実施形態によれば、第２の値
【数１４】
2019537014.tif 000016
は、例えば、第２の測定値３０１の中央値、第２の測定値３０１の平均のロバスト推定値、又は他の中心推定値（非ガウス値）であり得る。一実施形態によれば、次いで、第１の値
【数１５】
2019537014.tif 000017
、又は第１の値
【数１６】
2019537014.tif 000018
と第２の値
【数１７】
2019537014.tif 000019
との間で計算された差は、ポリマーサンプルＭの熱雑音を克服するために（フィルタ１１による）周波数処理を受ける。
【０１００】
以下、図２及び図６を参照して、決定するためのユニット２の実施形態について説明する。
【０１０１】
一実施形態によれば、装置１は、赤外線検出器１０２から受け取った第２の赤外線１１２を、１つ又は複数の赤外線源１０１及び／又は単数又は複数のスペクトル線周辺の帯域によって送信された所定の波長のスペクトル又はスペクトル線に対するポリマー材料Ｍの応答を抽出するための抽出手段を備える。これらの抽出手段は、例えば、以下に記載される要素のうちの１つ以上を含む。
【０１０２】
一実施形態によれば、装置１は、第２の赤外線１１２から赤外線検出器１０２によって提供された信号中の直流成分（une  composante  continue）を抑制又は減衰するための少なくとも１つの回路及び／又はフィルタ１１を含む。絶対零度以上の温度を持つすべての物体は、温度に応じて、波長とその絶対温度の関数として黒体の単色放射率を定義するプランクの法則に従う放射線を放出する。周囲温度では、放射範囲は長波長赤外線の範囲（l'etendue  des  longues  ondes  rouges）を下回り、人間の目には見えない。物体の放射率は放射された赤外線エネルギーの量を示す。装置１によって測定された物体は、この熱放射を１〜２０μｍの範囲の波長範囲で放射する傾向がある。結果として、赤外線検出器１０２によって受信される第２の赤外線１１２は、ＤＣ成分とＡＣ成分（une  composante  alternative）とからなる（単数又は複数の所定のスペクトル線を有する第１の赤外線１１１に応答する第２の赤外線１１２）。
【０１０３】
一実施形態によれば、回路及び／又はフィルタ１１は、装置１の少なくとも１つの回路及び／又は少なくとも１つのハイパスフィルタ、及び／又は装置１の少なくとも１つのバンドパスフィルタである。これにより、有用信号のスペクトルのみを通過させ、スペクトルのＤＣ成分(la  composante  continue)に対応する熱放射を除去することが可能になる。存在する第２の赤外線１１２のフーリエ級数分解は、信号の平均値を表すＤＣ成分(une  composante  continue)と、振幅がｓｉｎ（ｘ）／ｘの周波数と共に変化する一連の高調波とからなるスペクトルを与える。例えば、ハイパスフィルタは一次であり得る。１／（２Ｔ）のカットオフ周波数を有する一次ハイパスフィルタ（Ｔは時間パルスの繰り返し周期である）は、ＤＣ成分をかなり減衰させることを可能にする。一方、復元された信号のＤＣ成分はフィルタの減衰量に依存する。矩形波信号の振幅はハイパルスとローパルスの差によって決定できるので、この問題は我々の場合には重要ではない。図示されていない増幅器をフィルタ１１の下流に設けることができる。放射線１１１によって発生した矩形信号を線源からフィルタリングした信号に復元するため、増幅器１１及びハイパスフィルタ１１を設けてもよい。
【０１０４】
提案されている取得アーキテクチャを検証するためにテストベンチが設定されている。非限定的な例として構成された単一チャネルプロトタイプでは、発光ダイオードから形成された光源１０２は、繰り返し周波数ｆＲ  ４ｋＨｚ及びデューティサイクル２０％の矩形パルス制御信号によって制御された。ベンチは、赤外線検出器、エレクトロルミネセントダイオード、トランスインピーダンスアンプで構成されている。目的は、光検出器（赤外線検出器）において、温度によって発生した信号よりも十分に小さい矩形信号を発生することであった。我々は長方形の信号を発するＬＥＤを使用した。検出器からの光電流はトランスインピーダンスアンプに送られる。ＤＣ成分の測定は、熱放射によって生成された信号に対応する４０Ａ程度の光電流を与える。その後、信号をフィルタリングし（ハイパス）、LEDによって生成されたAC成分を再構築するために増幅された。１２ｄＢの減衰、０．３Ｈｚのカットオフ周波数、及び１ｐＡ／Ｖのゲインにより、連続的なバックグラウンドよりも１０００倍以上小さい信号（繰り返し周波数ｆＲ  ４ｋＨｚ、周期比２０％の矩形パルス）を復元することが可能になる。この測定は、シングルチャンネルプロトタイプに使用されるアーキテクチャを検証する。
【０１０５】
したがって、一実施形態によれば、本発明による装置は、熱放射によって引き起こされるノイズ処理を考慮に入れる。一実施形態によれば、この解決策は、所定の振幅及び波長及び所定の繰り返し周波数ｆ  Ｒの矩形信号に従ってパルス化されたショットを送信することからなり、その反射は検出器１０２によって測定され、フーリエ展開によって時間的に処理され、それは熱放射のノイズを除去する効果を有する。
【０１０６】
一実施形態によれば、装置１は、赤外線検出器１０２を冷却するための、例えばペルチェ型の冷却モジュール１３及び／又は１つ又は複数の光源１０１を冷却するための、例えばペルティエ型の冷却モジュール１３‘を含む。これにより、線源１０１及び検出器１０２を安定した温度に冷却することができる。特にペルチェ冷却モジュールは小型であり、装置１の小型化を図ることができる。
【０１０７】
ペルチェ型冷却モジュール１３、１３‘は、熱電素子のスタックで構成されいる。熱電素子は、２つの半導体部品で構成されている。ペルチェ型冷却モジュール１３、１３’の端子に直流が印加されると、吸熱が起こる。吸収された熱は次に部品の高温部分に伝達され、これはモジュール１３、１３‘の一方の側から他方の側へ熱を伝達する効果を有する。
【０１０８】
一実施形態によれば、装置１は、モジュールに接続されたサーモスタットと、自動温度安定化又は温度制御（比例、積分器及び差動型の調整器に基づく）のための電子ユニット９とを含む。これは、少なくとも１つの赤外線検出器（１０２）及び／又は少なくとも１つの赤外線源（１０１）をサーモスタットによって規定された温度に維持するために、例えばペルチェ型の冷却モジュール１３、１３‘に接続される。例えば、温度コントローラ９は、典型的には−３０℃の所与の設定値付近でＬＥＤ光源１０１及び検出器１０２の温度を調整する。
【０１０９】
ユニット９はアナログでもデジタルでもよく、例えばマイクロコントローラ、プログラマブルロジックフィールド（ＦＰＧＡフィールドプログラマブルゲートアレイ）、又は専用集積回路（特定用途向け集積回路−ＡＳＩＣ）などのシステムオンチップに埋め込むことができる（システムオンチップＳＯＣ）。
【０１１０】
一実施形態によれば、装置１は、回路の下流に増幅器１０及び／又はフィルタ処理された信号を増幅するためのフィルタ１１を備える。この増幅器１０はトランスインピーダンス増幅器であり得る。
【０１１１】
一実施形態によれば、装置１は、増幅器１０の下流にアナログ−デジタル変換器５を含む。アナログ−デジタル変換器５を制御及び制御するための電子システムが提供される。アナログ−デジタル変換器５は、所定の各波長におけるポリマー材料Ｍの反射率に対応するデジタル信号を生成することを可能にする。
【０１１２】
一実施形態によれば、装置１は、赤外線検出器の検出信号に規定されている１つ又は複数の波長線の重要性から少なくともパラメータを決定するための、第２の赤外線１１２から得られた、又は第２の赤外線放射１１２で規定された波長線の周りの帯域における赤外線検出器の応答の重要性から得られたデータを処理及び格納するための手段１０７を含む。上記の例では、データ処理及び記憶手段１０７は、それぞれ１つ又は複数のそれぞれの線及び波長に従って、この振幅にそれぞれ対応する、１つ又は複数のデジタル信号からパラメータを決定する。一実施形態によれば、データ処理及び記憶手段１０７は、回路及び／又はフィルタ１１の代わりに又はそれらに加えて、フーリエ変換処理モジュールを含むことができる。さらに、これらのデータ処理及び記憶手段１０７は、上述のように測定を実行し、上述のように測定を選択するための制御手段２１を備えることができる。
【０１１３】
一実施形態によれば、装置１はコンピュータプログラムをダウンロードするための手段１０９を含み、コンピュータプログラムは前述の決定のためのオンボードアルゴリズムを実行するソフトウェアプログラムを含むことができる。手段１０７、１０９は、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどのこの目的のための電子充電システムを含むことができる。
【０１１４】
一実施形態によれば、装置１は、第１の赤外線１１１を受光し、第２の赤外線１１２を反射するために、赤外線源１０１及び赤外線検出器１０２をポリマー材料Ｍの領域Ｓの前方及び／又は近傍に配置するためのガード１１０を含む。一実施形態によれば、ガード１１０がポリマー材料Ｍの表面２００に対して位置決めされたときに、ガード１１０は、外側ブロック１０１１がポリマー材料Ｍの表面２００からある距離にあるように配置される。例えば、外側ブロック１０１１は外側遠位面１０１３を有し、これは両方ともポリマー材料Ｍの表面２００に向けられており、ガード１１０の外側遠位面１１３に対して凹んでおり、これもまたポリマー材料Ｍの表面２００に面している。例えば、試験されるポリマー材料Ｍの表面２００への第１の赤外線１１１の入射角は、１０度以上又は２０度以上６０度又は７０度以下であり得、この表面２００に対するガード１１０及び／又は外側ブロック１０１１の位置決めによって提供され得る。例えば、試験されるべきポリマー材料Ｍの表面２００上への第１の赤外線１１１の入射角は、１０度以上又は２０度以上６０度又は７０度以下であり得、この表面２００に対するガード１１０及び／又は外側ブロック１０１１の位置決めによって提供され得る。例えば、試験されるポリマー材料Ｍの表面２００上の第２の赤外線１１２の反射角は、１０度以上又は２０度以上６０度又は７０度以下であってもよく、この表面２００に対するガード１１０及び／又は外側ブロック１０１１の位置決めによって提供されてもよい。赤外線源１０１と試験されるポリマー材料Ｍの表面２００との間の距離は、１ｍｍ以上１０ｃｍ以下であってもよく、この表面２００に対するガード１１０の位置決めによって提供されてもよい。例えば、赤外線検出器１０２と試験されるポリマー材料Ｍの表面２００との間の距離は、１ｍｍ以上１０ｃｍ以下であってもよく、この表面２００に対するガード１１０の位置決めによって提供されてもよい。
【０１１５】
一実施形態によれば、装置１は、照準モジュール１５に接続されたハンドル１４を有するピストル１００の形態であり、ハンドル１５から離れた前端１６に線源１０１及び検出器１０２（及び／又は線源１０１及び検出器１０２の前及び横にある適用面１０１０及びガード１１０）を含む。制御部材１０３は、例えば、ハンドル１４を照準モジュール１５に接続するピストル１００の領域１７の近くに配置されている。このハンドルによって、装置１を管内に又は管の内面に対して導入することも可能になる。もちろん、装置１は、ペンの形状などの他の任意の形状を有することができる。
【０１１６】
一実施形態によれば、装置１は、視覚的及び／又は音声的であり得る情報を示すための手段１０４を含み、且つ、例えば老化トレーサの存在又は老化トレーサの不在を示す情報などのパラメータを示す情報、及び／又は老化トレーサの含有量を示す情報及び／又はポリマー材料Ｍの識別を示す情報であり得る。表示手段１０４は、例えばディスプレイ１０４とすることができ、又はそれを含むことができる。装置１の他の動作特性は、表示手段１０４によって示されてもよい。
【０１１７】
一実施形態によれば、装置１は、制御部材１０３以外のものであってもよい制御インターフェース１０５を含んでもよく、例えば、光源１０１と検出器１０２から、例えばゾーン１７から離れた後面１８上の、例えば制御キーボード１０５とすることができる。
【０１１８】
一実施形態によれば、装置１は、少なくとも電源１０１、検出器１０２及びユニット２を含む前述の要素に電力を供給するための自律電力供給手段１０６を含む。これらの自律電力供給手段１０６は、例えば、充電式であるか否か、取り外し可能であるか否かを問わず、電池又は蓄電池である。一実施形態によれば、装置１は携帯可能である。
【０１１９】
一実施形態によれば、装置１は、パラメータを示す情報を外部に送信するための通信手段１０８を含み、老化トレーサーの存在を示す情報又は老化トレーサーの不在を示す情報、及び／又は老化トレーサーの含有量を示す情報及び／又はポリマー材料Ｍの識別を示す情報であり得る。通信手段１０８は、例えば移動端末（携帯電話又は他のもの）、サーバ又は他のものなどの遠隔ユニット又は遠隔プラットフォームへのアップリンク及び／又はダウンリンクであり得る。
【０１２０】
一実施形態によれば、装置１のユニット２は、上述の様々な要素を制御するための１つ又は複数のマイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ１９を含む。
【０１２１】
例えば、マイクロコントローラ１９は以下のタイミングに進む。
Ａ−トリガ１０３を押すことによる測定命令、
Ｂ−線源１０１及び検出器１０２の温度設定点制御、
Ｃ−線源１０１にＯＮ／ＯＦＦパルスを送信するコマンド、
Ｄ−変換器５からの測定値の受信制御及び記憶、
Ｅ−周囲温度によるノイズを抑制するための周波数フーリエ処理制御→Ｃに戻るための線源１０１（ステップＣ、Ｄ、Ｅなどを実行するため）、
Ｆ−全ての線源１０１からの信号が受信されると、測定値（４つの線源について４つの測定値の例）が処理モジュール１０７に送られて測定値が関連データに変換され、老化又はポリマー材料が特徴付けられる。
【０１２２】
例えば、一連の測定を実行するために、ガード１１０を適用して試験される材料Ｍの表面２００に対してピストル１００を位置決めしかつ楔止めすることによって、装置１又はピストル１００をポリマー材料Ｍの壁に配置する。次に、固定されたプロトコルに従って制御部材１０３又はトリガ１０３を押す。したがって、いくつかのショットを練習し、手段１０７によってデータを処理して記憶することが可能であり、前記測定値は、測定値を確認するかしないかを示す視覚的又は可聴的インジケータと共に制御スクリーン１０４に表示されている。
【０１２３】
装置１を備えたオペレータは、異なる位置で材料のパラメータの測定を容易にそして短時間で実行することができる。例えば、彼は原子力発電所の原子炉建屋内で制御活動(campagne)を実施するかもしれない。様々なポリマー材料Ｍを同じ装置１で制御することができる。測定結果及び／又は老化又は識別の診断は、その場で（in-situ）リアルタイムで装置１に表示することができる。測定装置は、ポリマー材料の反射率又は吸光度特性のスペクトル測定を不要にし、且つ、分光計、特にＦＴＩＲ又はフィルタータイプの分光計の使用を省く。測定装置は、ある波長から別の波長に切り換えるために光学フィルタ及び機械的システムを必要としない。これにより、軽量で導入が容易な、例えばパイプ内部の測定を行うための携帯型装置が可能になる。測定装置は部品の機械的移動を不要にし、隔離室を必要としない。
【図１−ａ】
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【図１−ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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